集團(tuán)總工程師
正高級(jí)工程師
淺析低瓦斯礦井瓦斯事故及對(duì)策
李春祥 龐貴智 李春清 劉 佳 鄒熙源
(山西省介休市鑫峪溝煤業(yè)集團(tuán)公司)
摘要：在低瓦斯礦井中發(fā)生了瓦斯燃燒事故，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，確定為因掘進(jìn)停風(fēng)機(jī)造成局部瓦斯積聚，由于明火引燃瓦斯。本文對(duì)該事故在瓦斯積聚和引燃瓦斯火源等方面，進(jìn)行了詳細(xì)的分析。為吸取事故教訓(xùn)，提出了一系列加強(qiáng)通風(fēng)管理、防止瓦斯積聚、加強(qiáng)火源管理、強(qiáng)化監(jiān)督與檢查等，杜絕瓦斯事故發(fā)生的防范措施。
關(guān)鍵詞：瓦斯燃燒 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 加強(qiáng)通風(fēng) 防范措施
0 前言
低瓦斯礦井在通風(fēng)和瓦斯防治與管理等方面，同高瓦斯礦井及煤與突出礦井相對(duì)比要簡(jiǎn)單許多。一是不需要采取防治煤與瓦斯突出的措施。二是瓦斯涌出量小，不需要采取瓦斯抽放措施。三是礦井的所需風(fēng)量相對(duì)減少。四是防治礦井瓦斯的管理措施簡(jiǎn)化。企業(yè)的成本也降低。而越是在這些管理難度比較小的低瓦斯礦井中，越容易發(fā)生通風(fēng)瓦斯事故。其主要原因，就是從礦主要領(lǐng)導(dǎo)一直到員工對(duì)礦井瓦斯沒有高度的認(rèn)識(shí)，忽視了礦井通風(fēng)與瓦斯管理，造成了事故的發(fā)生。例如：2009年12月27日，山西省晉中市某礦南采區(qū)掘進(jìn)工作面，發(fā)生一起局部瓦斯燃燒事故，１２人遇難，４人受傷。
1.礦井基本概況
該礦為民營(yíng)企業(yè)。始建于1978年，1980年建成投產(chǎn)，井田面積1.10km2 。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力9萬t/a，實(shí)際生產(chǎn)能力6萬t/a。2005年晉中市煤礦礦井瓦斯鑒定批復(fù)結(jié)果為低瓦斯礦井。其最大沼氣絕對(duì)涌出量為：0.23ｍ3／min；最大沼氣相對(duì)涌出量為：1.79ｍ３／ｔ。二氧化碳絕對(duì)涌出量為：0.45ｍ３／min；相對(duì)涌出量為：3.15ｍ３／ｔ。礦井采用中央并列式通風(fēng)，使用55kw×2對(duì)旋主要通風(fēng)機(jī)，總回風(fēng)量為1120ｍ３／min。開采煤層為石炭系太原組９號(hào)煤層。煤層厚度1.75m。
2.瓦斯燃燒事故的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及分析
2.1.現(xiàn)場(chǎng)勘查情況
事故地點(diǎn)：第三段絞車道南采區(qū)，下山掘進(jìn)工作面,巷道長(zhǎng)度50m，煤層坡度11度,巷道規(guī)格:寬2.0m；由于巷道浮煤較多高度只有1.5m，全煤巷道。巷道采用木支護(hù)。工作面使用電鉆打眼，火藥爆破。使用300mm型電溜子運(yùn)輸。掘進(jìn)工作面使用5.5kw×2局部通風(fēng)機(jī)，直徑500ｍｍ風(fēng)筒供風(fēng)。通風(fēng)機(jī)設(shè)在距離回風(fēng)口10米水平運(yùn)輸巷道的位置。經(jīng)詳細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)：
2.1.1. 回風(fēng)口以外到風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒經(jīng)高溫后變硬，但該段風(fēng)筒形狀和顏色沒有變化。說明瓦斯燃燒的明火沒有到達(dá)該地點(diǎn)，只是燃燒后將空氣膨脹的高溫推出，使風(fēng)筒經(jīng)過高溫后而變得發(fā)硬。
2.1.2. 自下山門子口開始以下的風(fēng)筒，顏色變得油黑發(fā)亮，形狀收縮成長(zhǎng)條狀。通過風(fēng)筒的狀態(tài)可以斷定：瓦斯燃燒的主要地點(diǎn)是在下山50米的巷道內(nèi)，瓦斯燃燒的明火高溫將風(fēng)筒燒焦，收縮變形。風(fēng)筒是在底板鋪設(shè)，沒有進(jìn)行吊掛，說明瓦斯在巷道內(nèi)的濃度比較均勻，頂板和底板的瓦斯?jié)舛然鞠嗤?/span>
2.1.3. 事故地點(diǎn)巷道是沿9#煤層施工，該煤層頂板比較完整，巷道內(nèi)支護(hù)保持了原有的狀態(tài)，沒有被沖擊波沖擊的現(xiàn)象。在下山門子口（即瓦斯燃燒巷道）以外50米的位置，有2架已經(jīng)接近傾倒的木支護(hù)還在保持原有狀態(tài)。事故地點(diǎn)附近的巷道沒有片幫和冒頂現(xiàn)象。這些跡象證明該事故只是瓦斯燃燒，不是瓦斯爆炸，因?yàn)闆]有出現(xiàn)強(qiáng)烈的沖擊波。
2.1.4. 支護(hù)的正反面兩側(cè)以及巷道的兩幫和頂板沒有焦粒粘合的現(xiàn)象，說明瓦斯燃燒時(shí)沒有煤塵的參與。
2.1.5. 瓦斯?jié)舛龋赫{(diào)查現(xiàn)場(chǎng)檢查，在掘進(jìn)巷道沒有供風(fēng)的狀態(tài)下，自下山門子口5～30米的位置檢查，其沼氣濃度為0.6～0.8%，二氧化碳濃度為0.3～0.5%，混合氣體為0.9～1.3%。
2.1.6. 根據(jù)絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算燃燒時(shí)的瓦斯?jié)舛龋壕蜻M(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.065m3/min，停風(fēng)時(shí)間90分鐘,積聚瓦斯量為5.85m3,巷道空間為：斷面3m2；長(zhǎng)度50m,體積為150m3，5.85÷150×100%=3.9%。燃燒時(shí)的瓦斯?jié)舛葹?/span>3.9%。
2.2.瓦斯積聚原因
2.2.1.直接原因：隨著礦井的不斷延伸瓦斯涌出量也在不斷地增加。工作面在風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)，造成了瓦斯積聚，遇有明火，發(fā)生了瓦斯燃燒事故。
2.2.2.間接原因：(1)礦井總風(fēng)量不足，工作面布置過多，造成采區(qū)內(nèi)出現(xiàn)多處串聯(lián)通風(fēng)。（2）為了解決串聯(lián)通風(fēng)問題，將南、北采區(qū)調(diào)整為分區(qū)通風(fēng)，經(jīng)過調(diào)整后造成了2個(gè)采區(qū)的風(fēng)量更加不足。（3）采區(qū)風(fēng)量不足的情況出現(xiàn)后，沒有引起足夠的重視，沒有進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，沒有采取有效措施進(jìn)行處理消除隱患。
2.3.引燃瓦斯的火源分析:
2.3.1.工作面唯一的電器設(shè)備只有一臺(tái)電鉆。電鉆線使用2.5mm2的小電纜，勘查時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜敷設(shè)在巷道底板，沒有被燒焦變色變硬的現(xiàn)象。電鉆線及電鉆沒有漏電及失爆現(xiàn)象，確定不是由于電器設(shè)備引起的瓦斯燃燒。
2.3.2.經(jīng)檢查在遇難者的衣袋里發(fā)現(xiàn)有煙火。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)脫險(xiǎn)人員證實(shí)，是由于有人在巷道內(nèi)吸煙導(dǎo)致了這起瓦斯燃燒事故。
2.4.瓦斯燃燒事故的綜合分析：
2.4.1.局部通風(fēng)管理混亂：隨意停風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)無專人管理；沒有實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換；風(fēng)機(jī)安設(shè)高度距離底板不足0.3m；風(fēng)筒沒有靠頂幫進(jìn)行吊掛而是落在底板。
2.4.2.礦井通風(fēng)網(wǎng)路過長(zhǎng)，最大流程達(dá)到3300m，巷道斷面過小，采區(qū)進(jìn)回風(fēng)巷道在4m 2左右，造成礦井通風(fēng)阻力過大，等積孔過?。ú蛔?/span>1m2），為通風(fēng)困難礦井。
2.4.3.由于風(fēng)門密閉等通風(fēng)設(shè)施的施工質(zhì)量不標(biāo)準(zhǔn)，造成漏風(fēng)量大，使礦井有效風(fēng)量率低于85%。
2.4.4.員工缺乏礦井通風(fēng)基本知識(shí)，瓦斯意識(shí)淡薄，沒有執(zhí)行最基本的無風(fēng)不作業(yè)的常識(shí)。
2.4.5.瓦斯檢查制度執(zhí)行的不嚴(yán)格。瓦斯檢查員配備不足，因工作面多無法做到全面細(xì)致的檢查瓦斯。沒有安裝瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)施，班組長(zhǎng)和放炮員也沒有佩戴便攜式瓦斯檢查儀器，當(dāng)瓦斯超限時(shí)不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，得不到及時(shí)處理。
2.4.6.對(duì)礦井采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整，沒有執(zhí)行有計(jì)劃、有審批、有組織、有指揮、有驗(yàn)收的規(guī)定。
2.4.7.井下嚴(yán)禁出現(xiàn)明火和高溫?zé)嵩?，其目的就是防止引燃瓦斯、煤塵及其它易燃易爆的氣體和固體，這是煤礦最基本的常識(shí)，而個(gè)別員工卻帶煙帶火入井。這充分的說明：企業(yè)對(duì)員工的安全教育和培訓(xùn)沒有做好;入井的檢身制度流于形式，雖然設(shè)了檢身人員但是沒有認(rèn)真的去履行職責(zé)，讓個(gè)別員工將煙和火帶到了井下，并且明目仗膽的在工作面吸煙。
2.4.8.沒有嚴(yán)格執(zhí)行關(guān)于“一通三防” 工作的“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的十二字方針。低瓦斯礦井不需要進(jìn)行瓦斯抽放，但是，監(jiān)測(cè)監(jiān)控必須安設(shè)。假如工作面安設(shè)1個(gè)瓦斯監(jiān)測(cè)傳感器，或使用1臺(tái)便攜式瓦斯檢測(cè)儀，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警，提示員工引起注意，立即采取有效措施進(jìn)行處理，完全可以避免瓦斯燃燒事故的發(fā)生。礦井規(guī)模比較大而通風(fēng)能力卻很小，應(yīng)該擴(kuò)大通風(fēng)能力或者根據(jù)現(xiàn)有的礦井風(fēng)量進(jìn)行合理的布置采掘工作面，做到以風(fēng)定產(chǎn)。
2.4.9.煤礦的安全監(jiān)察工作不夠嚴(yán)格、不夠細(xì)致。礦井通風(fēng)能力不足；井下無風(fēng)作業(yè)；員工入井帶煙帶火；不合理的通風(fēng)；工程質(zhì)量低劣等現(xiàn)象，充分體現(xiàn)出安全管理混亂，已經(jīng)是較長(zhǎng)時(shí)間存在的問題了。
3.防止瓦斯燃燒與爆炸事故的對(duì)策
3.1.安全教育培訓(xùn)
3.1.1.首先對(duì)礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo)加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，提高礦主要領(lǐng)導(dǎo)的安全意識(shí)和瓦斯意識(shí)。包括礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo)班子集體都要樹立瓦斯為天的思想，在布置生產(chǎn)的同時(shí)必須布置安全工作。
3.1.2.采掘區(qū)隊(duì)及全體員工加強(qiáng)安全常識(shí)培訓(xùn)。學(xué)習(xí)通風(fēng)專業(yè)知識(shí)，掌握礦井通風(fēng)的現(xiàn)場(chǎng)管理，提高對(duì)礦井瓦斯的認(rèn)識(shí)和管理能力。認(rèn)真學(xué)習(xí)煤礦“三大規(guī)程”（即：煤礦安全規(guī)程、作業(yè)規(guī)程、操作規(guī)程），養(yǎng)成自覺遵章守紀(jì)，干標(biāo)準(zhǔn)活的好習(xí)慣。
3.1.3.加強(qiáng)通風(fēng)專業(yè)人員的安全教育培訓(xùn)。為各個(gè)工作面在風(fēng)量、風(fēng)速、溫度和瓦斯管理等方面創(chuàng)造一個(gè)安全、可靠的工作環(huán)境。
3.2.加強(qiáng)礦井通風(fēng)管理，防止瓦斯積聚
3.2.1.通風(fēng)管理
礦井必須有足夠的通風(fēng)能力，合理的通風(fēng)系統(tǒng)，降低礦井通風(fēng)阻力，杜絕出現(xiàn)不合理的串聯(lián)通風(fēng)、擴(kuò)散通風(fēng)、老塘通風(fēng)。加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施管理，減少漏風(fēng)提高礦井有效風(fēng)量率。保證各采掘工作面有充足的風(fēng)量。巷道貫通立即調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)。掘進(jìn)工作面安設(shè)“三專兩閉鎖”（三專：專用變壓器、開關(guān)、電纜；兩閉鎖：風(fēng)電閉鎖和瓦斯閉鎖）實(shí)行雙風(fēng)機(jī)雙電源供電，杜絕工作面隨意停風(fēng)現(xiàn)象。加強(qiáng)局部通風(fēng)管理，保證工作面末端風(fēng)量達(dá)到要求。采空區(qū)和盲巷及時(shí)封閉。
3.2.2.瓦斯管理
配備足夠的高素質(zhì)的瓦斯檢查人員，班組長(zhǎng)、放炮員、電鉗工等特殊工種及各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部佩帶便攜式瓦斯檢查儀器，隨時(shí)檢查瓦斯。安設(shè)瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置，發(fā)現(xiàn)瓦斯超限及時(shí)處理。杜絕掘進(jìn)工作面無計(jì)劃停風(fēng)。積聚瓦斯的巷道必須制定措施限量進(jìn)行排放。加強(qiáng)采煤工作面上隅角的瓦斯管理。把好放炮安全關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行好“一炮三檢”（即：裝藥前、放炮前、放炮后）和“三人放炮制”（即：瓦斯檢查員、班組長(zhǎng)、放炮員）。加強(qiáng)煤塵的管理與防治。
3.3.控制和消除引爆火源
3.3.1.杜絕井下電氣失爆
防爆電氣設(shè)備必須取得合格證方可入井。防止電纜被碰撞、急彎、劃傷、刺傷等機(jī)械損傷 。電纜導(dǎo)線連接要牢固，無“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭。設(shè)置保護(hù)接地和漏電保護(hù)裝置，發(fā)現(xiàn)漏電要及時(shí)處理 。按程序操作電氣設(shè)備，嚴(yán)禁帶電維修電源開關(guān)閉鎖和搬遷電氣設(shè)備、電纜電線，做到日常維護(hù)檢修和巡回檢查相結(jié)合。
3.3.2.防止放炮引燃瓦斯
把好放炮安全關(guān)，認(rèn)真檢查放炮前后的瓦斯情況，嚴(yán)格執(zhí)行好“一炮三檢”（即：裝藥前、放炮前、放炮后）和“三人放炮制”（即：瓦斯檢查員、班組長(zhǎng)、放炮員）。加強(qiáng)煤塵的管理與防治，放炮前后沖刷煤塵，堅(jiān)持使用水炮泥，黃泥封孔。嚴(yán)格執(zhí)行放炮管理規(guī)定和正規(guī)放炮操作程序。
3.3.3.消滅明火引燃瓦斯
全體員工學(xué)好煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)法律法規(guī)，提高法律意識(shí)，認(rèn)識(shí)到工作中違反了煤礦安全規(guī)程就是違法。 學(xué)好煤礦工人入井安全生產(chǎn)的應(yīng)知應(yīng)會(huì)知識(shí)，入井的所有人員嚴(yán)禁攜帶煙火。 認(rèn)真執(zhí)行入井檢身制度。
3.4. 嚴(yán)格煤礦安全監(jiān)察
依法治企。通過嚴(yán)格執(zhí)法，嚴(yán)厲查處違規(guī)違章行為，防止煤礦重特大事故發(fā)生。出現(xiàn)重大安全生產(chǎn)隱患必須立即進(jìn)行整改，并要依法從嚴(yán)處罰 。企業(yè)內(nèi)部安全機(jī)構(gòu)，不定時(shí)的到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抽查，加強(qiáng)煤礦隱患排查和治理報(bào)告工作的監(jiān)督和指導(dǎo)。狠抓煤礦培訓(xùn)機(jī)構(gòu)建設(shè)，及各類人員安全教育培訓(xùn)工作。 嚴(yán)肅查處各類事故，確保事故責(zé)任追究到位。加強(qiáng)監(jiān)察隊(duì)伍建設(shè)，強(qiáng)化廉政工作，增強(qiáng)隊(duì)伍活力，真正發(fā)揮安全監(jiān)察和指導(dǎo)的重要作用。
3.5.積極進(jìn)行瓦斯地質(zhì)研究。
在全礦井選取有代表性的煤層和地點(diǎn)進(jìn)行采樣，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，研究得出瓦斯地質(zhì)數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)未采區(qū)域瓦斯含量情況。另外，對(duì)各煤層內(nèi)炮眼瓦斯進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，并記錄建檔，得出實(shí)際的瓦斯含量曲線。根據(jù)模型推算、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)開采經(jīng)驗(yàn)，確定瓦斯涌出異常區(qū)，同時(shí)制定防治礦井瓦斯的安全可靠性措施。
參考文獻(xiàn): 瓦斯地質(zhì)學(xué) 張子戌 瓦斯參數(shù)測(cè)試
作者簡(jiǎn)介：李春祥， 1949年1月12日出生， 男， 籍貫： 遼寧省寬甸縣， 職務(wù)： 集團(tuán)公司總經(jīng)理， 職稱：采礦高級(jí)工程師， 1968年12月12日 煤層開采專業(yè)畢業(yè)， 研究方向：煤礦企業(yè)管理。
作者通訊地址：山西省介休市張?zhí)m鎮(zhèn)上梁村振興煤礦，
郵編：032000，電話15110664901，
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